ZL08液压装载机转向系统的设计.docx

1、ZL08液压装载机转向系统的设计ZL08液压装载机转向系统的设计摘 要此次毕业设计主要对ZL08轮式装载机的转向系统进行设计。在类比同类型装载机转向系统设计的基础上，提出了一种新型的液压转向系统。设计中首先对铰接式转向进行了运动学和动力学分析，明确了转向过程中的阻力。然后根据整机特点和转向系统的结构原理进行液压元件的选取。整体设计完成后，对系统的压力损失和温升进行了验算和校核。该设计具有优点是转向流量稳定，不随发动机转速变化而变化；在直线行驶时，转向泵卸载，能量损失小，效率较高；体积小，便于安装等。关键词：装载机，液压转向，铰接式转向， 压力损失THE DESIGN OF THE PRINCI

2、PAL OF THE ZL08 WHEEL LOADER STEERING SYSTEMABSTRACTThis is the design.of the principal of the ZL08 wheel loader steering system In analogy with the same type of loader steering system ，a new type of hydraulic steering system has been come up. The design first analysis the kinematics and dynamics of

3、 articulated steering，cleared the resistance in process. Then based on the characteristics of the machine and the structure of the steering system, then select the components. The all design is completed, checked and verification the system pressure loss and temperature rise. The system has the adva

4、ntage of stable turning flow, not change with changes in engine speed; when it goes along, the pump unload, it has high efficiency; and it is easy to install and soon.KEY WORDS: loader，hydraulic steering，articulated steering，the pressure loss前言 1第1章 ZL08装载机概述 21.1 ZL08装载机的结构和功能 21.2 ZL08的主要技术参数 31.3

5、 ZL08转向系统的特点和使用要求 41.4 装载机简史及国内外发展情况 41.4.1装载机简史 41.4.2 国外装载机目前水平及发展动向 51.4.3 国内装载机目前发展水平及状况 6第2章 转向系统的确定 82.1 典型的转向系统 82.1.1 机械转向系 82.1.2 液压动力转向系 92.1.3 电动式动力转向系 112.2 转向系统的确定 112.2.1 ZL08装载机转向系统的设计要求 112.2.2 液压转向系统方案设计 12第3章 转向系统的分析 163.1 铰接式转向系统 163.1.1 铰接式转向系统 163.1.2 铰接式转向的工作原理 173.2 铰接转向运动学 18

6、3.3 转向动力学 193.3.1 转向运动 193.3.2 转向过程的阻力 193.3.3原地转向阻力矩 203.4 小结 21第4章 液压元件设计及选用 224.1 转向动力缸 224.1.1 液压缸的基本参数 224.1.2 液压缸工作能力的计算 224.1.3液压缸的运动计算 234.1.4强度及稳定性校核 234.2 液压泵的选用 264.2.1 泵的类型选择 264.2.2 确定泵的压力和流量 26第5章 辅助装置的选择 285.1 油箱 285.1.1 油箱的设计 285.1.2油箱容量的计算 295.1.3 液压油箱的外形尺寸 295.2 油管 305.2.1 管路设计的要求

7、305.2.2 油管类型的选择 305.2.3 管道的计算 315.3 液压阀 335.3.1液压阀选用原则 335.3.2 恒流阀 335.4 滤油器 35第6章 验算液压系统的性能 366.1 压力损失的验算 366.2 系统温升的验算 36结论 38参考文献 39致 谢 41前言装载机是一种用途十分广泛的工程机械。20世纪60年代以前的装载机，其功率和结构迁都一般均不大。近年来，无论在结构、传动、材料和轮胎等方面均有了改进和提高。装载机不仅可以进行铲、挖、装、运、卸及平整作业，而且可以更换工作环境，作为起重机或叉车等机械使用。在工程施工和矿山开采等部门中作用日益重要。作为世界装载机生产的

8、主要制造基地，中国装载机行业的发展现状可以说能够较为全面的反映全球装载机行业的走势。作为中国工程机械行业最具代表性的产品之一，装载机受到人们的广泛关注。国民经济的发展与国家基建规模及资金投入的增大，促进了我国装载机行业的迅速发展。生产企业由1980年的20家增至现在的100余家，初步形成了规格为0.8-18t约28个型号的系列产品，并已成为工程机械主力机种，因此对装载机行业进行研究有着十分重要的意义。装载机转向系是用来控制行驶方向的。按转向能源分类，可分为机械转向系合动力转向系两大类。机械转向系是一种传统形式，也是以人力作为转向能源，通过机械传动机构实现转向的。中型以上的工程机械，使用这种类型

9、的转向系是十分费力的。为了提高转向操纵的灵活性和轻便型，必须采用动力转向系。目前，国内外用得最多的是液压助力式的转向系。系统中与转向器相连的是液压转向系统，利用液压缸伸缩来偏转车轮或铰接车架，以达到转向的目的。这种系统大大降低了劳动强度，结构简单、工作平稳，而且液压元件标准化程度高，便于维修并降低维修成本。 液压转向系是以液体作为工作介质来传递力和运动的，工作压力远远高于机械传动和气压传动，工作灵敏度高，液压传动能使动力更直接、迅速地传递到所需要的位置。液压系统压力高，结构紧凑，重量轻，尺寸小，可吸收外来的冲击，又起减震作用，对冲击载荷具有良好的适应性。因此，在工程机械中获得广泛的应用。 第1

10、章 ZL08装载机概述1.1 ZL08装载机的结构和功能装载机是一种有较高作业效率的铲运机械，作业范围广，功能多，主要用于对松散的堆积物进行铲、装、运、挖等作业，还可以用来推土、整理、刮平场地以及进行牵引作业等，通过换装不同的工作机具后，还可以进行挖土、起重以及装载物料等作业。因此，装载机被广泛用于城建、矿山。铁路、公路、水电、油田、国防以及机场建设等工程施工中，对加速工程进度，保证工程质量，改善劳动条件，提高工作效率以及降低施工成本等都具有极为重要的作用。图1-1 ZL08装载机实体图ZL08轮式装载机主要由柴油机系统、动系统、防滚翻及落物保护装置、驾驶室、空调系统、转向系统、液压系统、工作

11、装置、制动系统、电气仪表系统、车架、覆盖件、操纵系统等13个部分与系统组成。结构特点：1.按照大型装载机的设置进行加工制造，采用铰接式车架，全液压操作，具有转弯半径小，机动灵活，便于狭窄场地工作。2.工作装置采用z型反转六连机构实现铲斗自动放平。 3.在前后车架中心有一个摆动机构，使车架围绕中心上下摆动，因此有良好的通过性，适应在崎岖不平的路面行驶和作业。4适用于砂石厂，砖厂，水泥厂，耐火厂，冶矿厂，煤矿厂等散松料的装卸，一机可代替12-15个劳动力工作，是一款经济实用的小型装载机。1.2 ZL08的主要技术参数ZL08装载机的主要技术参数如下表所示表1-1 ZL08装载机的技术参数项目参数单

12、位整机质量3500kg额定载荷800kg斗 容0.4m最大卸载高度2350mm最小卸载高度960mm轴 距1830mm轮 距1300mm最小转弯半径3600mm最高速度21km/h发动机型号490tf额定功率29kw外型尺寸451815502550mm1.3 ZL08转向系统的特点和使用要求ZL08轮式装载机按照大型装载机等设置进行加工制造，采用铰接式车架，全液压操作，具有转弯半径小，机动灵活。装载机的车架并不是单一的整体，而是由前后两个车架组成，中间用垂直销轴连接起来，故称铰接转向。铰接转向是通过两转向油缸推动前后车架绕销轴转过一定角度而实现的，因此也叫做“折腰”转向。铰接式装载机的车架因由

13、前后车架组成，所以，一般轴距较大，尽管如此，由于车身曲折角度较大，所以仍可获得较小的转向半径。完整转向系统用于改变车辆的行驶方向和车辆保持稳定的直线行驶。转向系统的好坏直接影响车辆行驶的安全性和操纵性，因此对转向系统有如下要求：1.来自路面不平度所引起的震动应尽可能被衰减而不致传到方向盘上。然而这种衰减又不可达到驾驶员丧失路感的程度。2.转向时，左右转向轮轴线的延长线和后轴的延长线应相交于一点。3.转向系应有合适的刚度，使车辆对微小的转向修正也有快捷的反应。4.当放松转向盘时，车轮应能自动回到直行位置，并能稳定在这个位置上。1.4 装载机简史及国内外发展情况1.4.1装载机简史我国现代轮式装载

14、机起始于20世纪60年代中期的Z435型。该机为整体车架，后桥转向。经过几年的努力在吸收当时世界最先进的轮式装载机技术的基础上，开发成功了功率为162kw的铰接式装载机，定型为Z450（后来的ZL50），并于1971年12月18日正式通过专家鉴定。就这样诞生了我国第一台铰接式轮式装载机，从而开创了我国装载机行业的形成和发展的历史。ZL50型装载机具有液力机械传动，动力换挡，双桥驱动，液压操纵，铰接式动力转向等现代式装载机的基本结构，为当时世界先进水平，冶基本上代表了我国第一代轮式装载机的基本结构。该机在总体性能方面具有动力性好，崛起力大，机动灵活，操纵方便，作业效率高等一系列优点。1978年，

15、天工所根据机械部的要求，制定出柳工Z450为基础的我国轮式装载机系列标准。制定标准时，保留用Z代表装载机，而L取代4代表轮式。这是我国装载机发展史上的重大转折点，该标准制定出来后按当时行业进行分工，柳工，厦工制造ZL40以上的大型轮式装载机，成工，宜工制造ZL30以下的中小型轮式装载机。逐步形成了柳工，厦工，成工和宜工的当时装载机四大骨干企业。到70年代末八十年代初，我国装载机制造企业已经增加到20多家，初步形成了我国装载机行业。到目前为止，我国轮式装载机已发展到第三代，但是基本的结构仍然是由ZL50演变而来的。第二代变化不大，第三代变化稍大一些，2001年我国装载机销售已突破3万台，居世界装载机市场前列。因此，目前我国已成了世界上的装载机产销大国。1.4.2 国外装载机目前水平及发展动向轮式装载机以围绕提高效率，降低成本为核心，继续向大型化，微型化发展，不断推出新产品，加速更新换代。微电子技术的突破性进展为轮式装载机的自动控制，状态监控及状态监测及视线范围内遥控技术的发展创造了条件。柴油发动机自